Op-Amp Kazancı Nasıl Hesaplanır? (Eviren / Evirmeyen)
Op-amp kazancı iki dirençle belirlenir. Evirmeyen (non-inverting) yapıda A_v = 1 + Rf/Rin; eviren (inverting) yapıda A_v = −Rf/Rin. Örneğin Rin = 1 kΩ ve Rf = 9 kΩ evirmeyende kazanç = 10'dur. Buffer (voltaj takipçisi) kazancı 1'dir.
Bir işlemsel yükselteç (op-amp) devresinde kazanç, çıkış geriliminin giriş gerilimine oranıdır (Av). Değeri çip değil, etrafındaki iki direnç (geri besleme Rf ve giriş/toprak Rin) belirler. İki temel yapı vardır: eviren (inverting) ve evirmeyen (non-inverting).
Evirmeyen (non-inverting) kazanç: Av = 1 + Rf/Rin
Sinyal (+) girişe verilir; geri besleme Rf ile (−) giriş ve toprak arasındaki Rin kazancı belirler:
Av = 1 + Rf / Rin
Çıkış giriş ile aynı fazdadır ve kazanç her zaman ≥ 1'dir (zayıflatamaz). Giriş empedansı çok yüksektir — sensör/yüksek-empedanslı kaynaklar için idealdir.
Eviren (inverting) kazanç: Av = −Rf/Rin
Sinyal Rin üzerinden (−) girişe verilir; (+) toprağa bağlıdır:
Av = − Rf / Rin
Çıkış 180° terslenir (eksi işaret). Kazanç 1'in altında da olabilir (zayıflatma). Giriş empedansı ≈ Rin'dir.
Voltaj takipçisi (buffer): kazanç = 1
Evirmeyen yapıda Rf = 0 (kısa devre) ve Rin = ∞ (açık) yapılırsa Av = 1 olur. Bu tampon (buffer/voltage follower); gerilimi değiştirmeden yüksek giriş / düşük çıkış empedansı sağlar — kaynak ile yükü izole eder.
Adım adım nasıl hesaplanır?
- Yapıyı belirle: sinyal (+) girişte mi (evirmeyen) yoksa Rin üzerinden (−) girişte mi (eviren)?
- Rf (geri besleme) ve Rin değerlerini oku.
- Uygun formülü uygula: evirmeyen 1 + Rf/Rin; eviren −Rf/Rin.
- İstenen kazanç için direnç oranını tersinden seç.
Çözümlü örnekler
- Evirmeyen, Rin = 1 kΩ, Rf = 9 kΩ: Av = 1 + 9/1 = 10 (10×, aynı faz).
- Eviren, Rin = 1 kΩ, Rf = 10 kΩ: Av = −10/1 = −10 (10×, ters faz).
- Eviren zayıflatma, Rin = 10 kΩ, Rf = 2 kΩ: Av = −0,2 (0,2×).
Kazancı dB olarak: 20 × log₁₀|Av|
Kazanç ve yükseltme çoğu zaman desibel (dB) ile ifade edilir: Kazanç(dB) = 20 × log₁₀|Av|. Örneğin 10× kazanç = 20 dB, 100× = 40 dB, 2× ≈ 6 dB.
Kazanç-bant genişliği (GBW) sınırı
Yüksek kazanç bedavaya gelmez: op-amp'ın kazanç-bant genişliği çarpımı (GBW) sabittir. Örneğin 1 MHz GBW'lı bir op-amp'ta 10× kazançta bant genişliği yalnızca ~100 kHz olur. Yüksek kazanç + yüksek frekans isteniyorsa GBW'si büyük bir op-amp seç.
Sık yapılan hatalar
- Formülleri karıştırmak: evirmeyen 1 EKLER, eviren eklemez (ve eksi işaretlidir).
- Besleme sınırı (rail): kazanç × giriş, besleme geriliminden büyükse çıkış doyar (clipping).
- Giriş empedansını unutmak: eviren yapı kaynağı Rin ile yükler; yüksek-empedanslı kaynakta evirmeyen daha iyidir.
Hesaplayıcıyı kullan
Dirençleri girip kazancı (kat ve dB olarak) anında bulmak için Op-Amp Kazanç Hesaplayıcımızı kullanabilirsin.